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安（奥黛丽·赫本饰）是一位公主|皇室公主（片中没有提及具体国家），她正对一些欧洲国家的首都进行公开访问，包括义大利的罗马。一天夜晚，她对隔日即将进行的大量公务活动难以承受而情绪失控，她的医生给她注射了一针镇静剂帮助睡眠，但她仍然悄悄地离开所在的大使馆，希望能体验到真正的罗马。

镇静剂在不久之后开始发挥效力，公主在路边的护栏台阶上睡着了，被一位美国记者乔伊·布莱德利（格里高利·派克饰）发现。由于双方并不相识，他给了她一些钱坐计程车回家，却被睡意十足的「安雅·史密斯」（她本人如此自称）拒绝。出于安全考虑，乔伊决定让她在自己的公寓度过一晚。一开始，乔伊对她王室一般的举止感到非常好笑，但是当她占据了自己的床铺时，乔伊开始感到很不高兴——他并没有叫醒她，就直接把她移动到一把躺椅上。第二天早上，乔伊发现自己起晚了，慌忙之中便出门上班，无暇顾及公主。

当乔伊的主编韩纳西责问为什么迟到时，乔伊谎称自己去参加为公主召开的记者会。当乔伊煞有其事地编造所谓见面会的细节时，韩纳西告诉他根本就没有什么记者见面会，因为公主突然「生病」了，原来准备进行的见面会也告取消。乔伊看到了一张公主的照片，并认出了她就是昨晚自己遇到的安雅。为了避免斥责，乔伊便和韩纳西打赌说自己能够写出一篇有关公主的独家报导。

意识到着名的公主正睡在自己房里时，乔伊感到自己正在面对一笔飞来的横财。他小心地隐藏自己媒体记者的身份，主动提出带安雅在罗马参观。当乔伊遇到自己的朋友摄影师欧文·拉多维奇（艾迪·亚伯特饰）时，事情变得更加顺利，因为他的朋友对暗中拍摄的本领掌握得非常娴熟。不过，这时的安雅却不愿让乔伊陪同自己而选择独自离开。

平时总有无尽的公务与访问，难得享受着这样自由的安雅，心血来潮地在一家理发店把头发剪短。乔伊悄悄跟着她，并且「意外地」再次遇到她。他们用了一天的时间在罗马周游，去了很多景点。在真理之口，他们看到了一个据说能够咬下说谎者手指的石雕。当乔伊把手拿出来时，他把手藏在了袖子里，看起来就像是被咬掉了。当安雅大声惊叫的时候，他却把手重新从袖子中拿出、开怀大笑。后来，安雅告诉乔伊自己一直以来的梦想，那就是做一个不需要承担公主责任的普通女孩。那天晚上，当两个人在一只小船上跳舞时，八名特工发现了公主，想强行将公主带走，混乱中的乔伊和安雅巧妙逃脱。在这短短的一天里，两人逐渐坠入了爱河。可惜的是，安雅知道双方的关系不可能持续，她在极度痛苦中和乔伊道别，并且回到了大使馆。自始至终，她都没有主动说出自己真实的身份。

这几天发生的一系列事件，让报社的主编韩纳西逐渐了解到公主并非大使馆声称的生病，而是失踪。想到乔伊和他打的赌，他立刻怀疑乔伊知道公主在哪儿，并且试图让乔伊说出来，但是乔伊始终表示自己对此一无所知。考虑到乔伊对公主的感情，欧文最终勉强同意不会出售自己暗中拍摄的公主照片。

第二天，当安公主出现在推迟举行的记者会时，发现乔伊和欧文也在场，她感到非常惊讶。欧文用打火机造型的袖珍照相机拍了一张照片，而这正是他在前一天秘密拍摄公主照片的方法。欧文将这些照片当作小礼物送给公主，公主明白了她的秘密将会是永远的秘密，也会是永远美好的回忆。当有记者提问：「公主殿下旅途中最欣赏哪一个城市？」时，在一串外交辞令后，公主终于流露出自己的真情说道：

记者会结束后，公主离开了大厅，只剩乔伊默默地站着，深沉地谨守着约定。